NASA разрабатывает ядерный генератор для будущих миссий к Урану

Новости МирТесен

Агентство NASA может получить доступ к новому, высокоэффективному источнику энергии для космических миссий, направляемых в отдаленные районы Солнечной системы. Это стало возможным благодаря успешному завершению одного из важнейших этапов разработки перспективного ядерного генератора нового типа. Компания L3Harris Technologies сообщила о завершении критического анализа конструкции системы Next-Generation Radioisotope Thermoelectric Generator (Next Gen RTG) 2 апреля. Этот этап свидетельствует о том, что проект соответствует установленным техническим требованиям и готов к переходу к производственной стадии.

Предполагается, что новое устройство станет применяться в космических миссиях NASA уже в начале 2030-х годов. Данная система создается для использования на аппаратах, функционирующих в отдаленных областях Солнечной системы, где интенсивность солнечного света недостаточна для результативной работы солнечных батарей.

Новейшая радиоизотопная термоэлектрическая установка (РТГ) способна генерировать приблизительно 250 ватт электроэнергии на этапе эксплуатации. Энергия вырабатывается путем преобразования тепловой энергии, выделяющейся в процессе распада плутония-238. NASA уже на протяжении многих лет применяет радиоизотопные термоэлектрические генераторы. Как раз эти системы обеспечивали электропитание таких известных миссий, как Voyager, Cassini и New Horizons, а также марсоходов Curiosity и Perseverance.

В отличие от генераторов, используемых на марсоходах, новая разработка предназначена для эксплуатации в условиях глубокого космоса. Специалисты усовершенствовали систему, чтобы обеспечить эффективное удаление тепла и производство энергии в условиях экстремально низких температур. Это позволило увеличить мощность, не прибавив к общей массе устройства. Малые размеры конструкции могут оказаться особенно ценными для будущих космических экспедиций, поскольку каждый грамм дополнительного веса влияет на стоимость запуска и параметры аппарата.

По мнению Билла Сэка, генерального менеджера RocketWorks и Power Systems компании L3Harris, Next Gen RTG – это существенное улучшение в плане эффективности. Он подчеркнул, что новая система обладает повышенной мощностью, при этом ее масса остается сопоставимой с предыдущими моделями, что критически важно для продолжительных космических экспедиций в отдаленные районы.

В качестве основного претендента на применение нового генератора рассматривается проект орбитального аппарата, предназначенного для изучения Урана. Планируется, что космический аппарат будет оборудован двумя генераторами Next Gen RTG. Они будут не только вырабатывать электроэнергию для работы оборудования, но и поддерживать требуемую температуру бортовых систем в условиях низких температур, характерных для отдаленных районов Солнечной системы.

В последние годы наблюдается повышенный интерес к исследованию Урана. По мнению специалистов, изучение этой планеты позволит глубже понять процессы, которые сопровождали формирование планет, и особенности ледяных миров. Также, разработанные для этой миссии технологии могут быть использованы при полетах к Нептуну и его спутнику Тритону, а также в долгосрочных проектах, направленных на изучение спутников далеких планет и объектов пояса Койпера, находящихся за пределами траектории миссии New Horizons.

Специалисты изучают потенциал использования данной системы и в межзвездных миссиях-прототипах, способных преодолеть расстояния, превышающие те, что были пройдены аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2.

Создание нового генератора предполагает обновление и совершенствование технологий, ранее применяемых в RTG предыдущих поколений. В 2021 году Idaho National Laboratory, работающая при поддержке Министерства энергетики США, определила компанию L3Harris для возобновления производства, которое в последние годы было значительно сокращено.

В процессе выполнения работ инженерам потребовалось не только заменить устаревшие компоненты, но и восстановить утраченную техническую документацию для систем предыдущих поколений. Лео Гард, руководитель программы Space Propulsion and Power Systems в компании L3Harris, отметил, что благодаря значительным усилиям специалистов удалось воссоздать утерянные технические сведения и найти современные эквиваленты для снятых с производства деталей.

В рамках проекта L3Harris осуществляет комплексную интеграцию. Teledyne Technologies обеспечивает поставку термоэлектрических элементов, а BAE Systems ведет разработку теплоизоляционных решений для генератора.

Предполагается, что программа перейдет к этапу тестирования и подготовки к производству в 2027 году.